[發明專利]脈沖強激光誘導光致發光譜的測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 201810089716.1
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108318459A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 胡國行;羅陽;趙元安;曹珍;單堯;王堯;邵建達
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種脈沖強激光誘導光致發光譜的測量裝置及測量方法，特征在于其構成包括：由脈沖激光器(1)、衰減控制器(2)、半波片(3)和聚焦透鏡(4)組成的脈沖強激光輻照系統；由光纖探頭(7)和光譜儀(8)組成的光致發光信號收集系統；沿該脈沖激光器(1)的激光輸出方向依次是所述的衰減控制器(2)、半波片(3)、聚焦透鏡(4)和供待測光學元件(5)放置的移動平臺(6)，該移動平臺(6)與計算機(9)相連；供待測光學元件(5)放置的移動平臺(6)的正側面依次是所述的光纖探頭(7)和光譜儀(8)，所述的光譜儀(8)的輸出端與計算機(9)的輸入端相連。

2.根據權利要求1所述的脈沖強激光誘導光致發光譜的測量裝置，其特征在于，所述的脈沖強激光的脈寬在飛秒至納秒的范圍內。

3.根據權利要求1所述的脈沖強激光誘導光致發光譜的測量裝置，其特征在于，所述的光譜儀(8)的單次積分時間設置范圍為1秒至10秒。

4.利用權利要求1-3任一所述的脈沖強激光誘導光致發光譜的測量裝置實現光致發光譜的測量方法，包括下列步驟：

步驟1)聚焦透鏡(4)的選擇：若需測量材料整體的光致發光譜，則選擇焦距為5m的長焦透鏡；若需測量材料內某一點的光致發光譜，則選擇焦距為0.3m的短焦透鏡；

步驟2)通過計算機(9)控制樣品移動平臺(6)移動，使脈沖強激光以0度入射角穿過待測光學元件(5)的測試區域；

步驟3)設置脈沖激光器(1)的輸出功率，使得輻照待測光學元件(5)的激光通量為其損傷閾值的75％；

步驟4)設置光譜儀(8)的單次積分時間，開啟脈沖激光器(1)，控制光譜儀(8)持續采集積分時間內的光譜數據，采集完成后，關閉脈沖激光器(1)；

步驟5)利用計算機(9)對光譜數據進行數據處理(10)，消除光譜數據中的激發光瑞利散射信號得到光致發光信號。

5.根據權利要求4所述的脈沖強激光誘導光致發光譜的測量方法，其特征在于，所述的步驟5)中數據處理，具體包括如下步驟：

1)獲得原始光譜(11)：導入光譜儀(8)采集的數據，即得到200-1200納米范圍內各波長對應的強度數據，波長λ與對應強度I_λ組成原始光譜；

2)獲得瑞利散射信號(12)：假設激發光波長為λ₀，只選取原始光譜(11)中波長λ₀至(λ₀-50)納米內的光譜，即為瑞利散射信號的短波邊；計算λ₀至(λ₀+50)納米內各波長對應的強度，其中波長λ處的強度得到的λ₀至(λ₀+50)納米內的光譜即為瑞利散射信號的長波邊，瑞利散射信號的短波邊與長波邊相疊加即得到瑞利散射信號；

3)獲得光致發光信號(13)：將步驟2)所得的瑞利散射信號(12)從步驟1)所得的原始光譜(11)中減去，即得到光致發光信號。